摘要：论述了预应力T梁纵向裂缝形成的几种可能原因，并针对原因给出了对应的防治措施，对桥梁工程生命周期中的设计、施工、养护等各阶段均有一定的参考价值。

近几年来，在对高速公路桥梁检测中，发现标准跨径大于25m的预应力混凝土T梁普遍存在纵向裂缝，其主要分布在腹板、下马蹄及底板对应预应力钢绞线附近。此类裂缝短时间内对上部结构承载能力和刚度不会有明显的影响，但长期存在会影响结构的耐久性，裂缝沿预应力管道纵向开展，外界的水和空气会沿裂缝进入，造成钢筋锈蚀、混凝土劣化，从而影响上部结构使用寿命，甚至会造成严重的安全事故。

0纵向裂缝产生的原因分析

1.1泊松效应

T梁混凝土在承受纵向钢束施加的轴向压力时，轴向长度因弹性压缩而变短，而与其垂直方向则因材料的泊松效应而产生拉应变。通常，在全预应力构件的设计中，一般都留有一定的压应力储备，用来克服简化图式和实际结构的差异以及局部应力的影响是有必要的，一般可留2MPa左右。但部分设计人员误认为压力储备留的越大越安全，造成结构物承受的压应力过大，从而横向产生比较大的拉应变，在最薄弱的截面，往往出现纵向裂缝。

1.2局部效应明显

T梁除因纵向受压由于泊松效应产生的横向拉应变外，还因张紧的预应力筋对构件的变形存在反向作用力。T梁在预应力筋的偏心压力作用下将产生上拱挠曲，预应力筋在张力作用下具有企图保持直线状态的趋势，于是预应力筋对上拱变形的T梁反向作用力。该反向作用力q可以根据荷载平衡法求得，当预应力筋为圆曲线布置时，q=Np/R；当预应力筋为抛物线布置时，q=8 Np·f/L2。式中：Np表示预应力筋有效预加力，f表示梁的上拱度与抛物线的矢高之和，R表示梁的上拱度与圆曲线的半径之和，L表示预应力钢束在水平方向的投影，q表示预应力筋对梁底板产生的反向作用力集度。

有学者在结构实验室内采用足尺试验梁做过试验，对试验梁采用两点对称分级加载，并且模拟了试验梁在多种荷载水平作用下循环加载、卸载的力学行为，在张拉阶段和荷载试验期间，设置大量应变采集装置，对T梁内部变形、钢筋应变、混凝土的纵向应变以及横向应变，特别是预应力钢束处混凝土的上表面和下表面，进行全过程测试，试验结果表明，在试验梁的张拉过程中，下表面横向拉应变约为实测上表面横向拉应变的2倍，但理论计算的横向拉应变仅为上表面横向拉应变的50%左右，说明局部效应比较明显。

1.3波纹管下方混凝土质量难保证

在上部结构施工时，T梁预应力波纹管下方混凝土厚度往往很小，粗集料难以进入该区域，振捣效果也欠佳，所以混凝土实际抗拉强度易低于设计值，即便是较小的横向拉应变也可能导致其开裂。

1.4施工时预应力筋偏差

在设计时是直线的预应力钢束在施工时往往会有偏差，不可能是理想中的直线状态，常常表现为波动的曲线，这常常与施工质量的优劣有直接关系。当预应力钢束张拉绷紧后，其力求保持直线状态，凸曲线部分将会对其下部混凝土产生下压力，凹曲线部分将会对其上部混凝土产生明显上抬力，在这种力的作用下底板局部也能产生拉应变。

1.5过早张拉预应力钢束

由于赶工期，在混凝土强度没有达到要求时进行了预应力钢束的张拉，预应力钢束的过早张拉导致T梁在没有吊装之前就产生了纵向裂缝。

1防治措施

对于T梁纵向裂缝防治，从桥梁工程的整个生命周期来看，可以分为以下三个阶段，每个阶应采取不同的防治措施：

2.1设计阶段：

预应力混凝土T梁设计时应该考虑泊松效应和局部效应对横向拉应变的不利影响。

设计时，预应力储备不要太大，多出2～3MPa就可以，避免由于预应力过大而造成T梁有较大横向应变。施工时张拉预应力钢束，应严格掌握操作规程，对张拉油泵、油压表、千斤顶及时检查标定，预应力钢束实际张拉力由油压表读数控制，并以伸长量校核，确保实际张拉力与实际值相符。

2.2施工阶段：

严格控制施工质量，提高预应力波纹管下混凝土的振捣质量，波纹管定位要准确，适当加密定位筋，以保证预应力钢束的顺直性，减少由于施工误差而造成的钢束径向力和集中力。

张拉预应力钢束时，一定要按照设计要求和施工规范，待混凝土强度达到要求后再进行张拉工艺。

2.3养护阶段：

（1）表面修补法

对于纵向裂缝宽度比较小时，可通过表层涂刷环氧树脂胶或砂浆进行封闭，通过构件表面利用混凝土表层微细独立裂缝或网状裂纹的毛细作用，吸收低黏度且具有良好渗透性的修补胶液，封闭裂缝通道。但这只属于耐久性维修，达不到提高上部结构承载能力的效果。

（2）压力注浆（胶）法

压力注浆（胶）法是通过压力设备将裂缝修补胶液或水泥浆压入混凝土裂缝中，材料凝结硬化后与混凝土形成整体以实现封堵。这种方法也属于耐久性维修，达不到提高上部结构承载能力的效果。

（3）粘贴钢板加固法

粘贴钢板加固法是采用改性环氧树脂胶，将钢板直接粘贴在T梁梁底混凝土结构表面，使之与被加固结构物形成整体，共同受力，以提高结构的刚度，改善其受力状态，限制裂缝的开展，提高结构的承载力。

（4）粘贴纤维布加固法

粘贴高强复合纤维加固法是采用专门的浸渍树脂胶将高强复合纤维布（板）粘附于被加固结构的表面，经过压挤，使纤维布（板）与混凝土结为一体共同受力。后粘贴的纤维布可以限制裂缝的进一步扩展，对结构承载能力的提高也能起到一定的作用。

（5）体外预应力加固法

体外预应力加固是把具有防腐保护的预应力筋布置在梁体的外部，对梁体施加预加力，靠增设的转向块调整体外预应力筋的方向，以适应内力沿梁长方向的弯化，以预加力产生的反弯矩抵消部分外荷载产生的内力，达到改善梁的使用功能和提高承载力的目的。体外预应力加固体系一般由预应力钢筋（钢束）、锚固系统、转向装置和水平束定位装置等组成。其关键技术是体外预应力筋的锚固、转向和防腐保护问题。

体外预应力加固是目前桥梁加固采用较多的方法之一。特别适用于大跨径预应力混凝土连续梁桥的加固。

4 结束语

针对较大跨径预应力T梁沿预应力钢束产生的纵向裂缝，详细分析了其产生的多种可能原因，并针对原因给出了在桥梁生命周期的几个阶段应采取的不同防治措施。从以往检测经验来看，针对纵向裂缝一定不能轻视，发现裂缝要及时根据情况分析其产生原因，然后对症下药，采取正确防治措施，避免安全事故的发生，保障桥梁工程安全畅通。

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